中国科学院高院士
当电动汽车停放时，其电池将成为待开发配电网的充电宝，大量充电宝通过物联网技术接入智能聚合平台，形成虚拟大负荷，在低用电时段为电动汽车充电，用电高峰时为电网放电。
在中仔大厦项目中，电动汽车在低用电时段充电，电价约为0.3元/千瓦时，在用电高峰期放电，放电价格为0.7元/千瓦时。通过谷冲的错峰排放，车主每度电收入近4分钱。
文|《瞭望》新闻周刊记者胡永顺
中国应努力在2030年实现二氧化碳排放峰值，在2060年实现碳中和，并加快发展新能源，这是各方的共识。
新能源是指传统能源以外的各种形式的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能等。新能源体系包括能源生产、转化、运输、终端全链条。
在中科院院士、清华大学交通运输研究院教授高看来，新能源革命有五个重点:从传统化石能源向可再生能源转变，特别是光伏和风电的大规模应用；能源从集中到分散；利用氢和电池等技术储存间歇性能量；发展能源互联网；电动汽车成为一个用能和储能的终端。
高院士在接受《瞭望》新闻周刊记者专访时表示，目前光伏、风电等新能源发电技术相对成熟，发电成本明显降低，具备大规模普及的条件。但新能源发电具有波动性、间歇性和随机性，必须与储能相结合，才能成为能源供应的主力军。
他认为，以纯电动汽车为代表的新能源汽车可以成为我国规模大、成本低、安全性高的短周期分布式储能系统，为破解新能源发展瓶颈提供了契机。
电动汽车将改变能源利用方式。
瞭望:为什么你认为电池和电动汽车可以在新能源动力系统中发挥重要作用？
欧阳明:首先，我们应该认识到电动汽车的电池动力系统本质上是一个储能系统。
从传统电力系统和新能源电力系统的对比来看，传统电力系统是电厂将一次能源转化为电能，经过输送、变换、分配给最终的电力用户，从而完成电能从生产到使用的全过程。在这个过程中，能量传输是从集中发电端到用电端的单向流动，具有“源随负荷动”的基本特征。但在新能源电力系统中，光伏、风力发电随时间、季节变化，用电负荷也随之变化，需要“源-网-负荷-储能”之间灵活互动调节。因此，为了应对新能源发电的间歇性和波动性，保证电网的稳定运行，需要配置储能系统。
从目前的储能系统来看，根据储能功率和储能时间的特点，电池和氢能分别适用于短周期小规模和长周期大规模储能，两者互补性强，共同构成了未来的主流储能模式。目前，我国电化学储能装机容量的85%左右是锂离子电池，储能成本为0.6 ~ 0.9元/千瓦时，其中约67%是电池成本。与0.2 ~ 0.25元/千瓦时的抽水蓄能相比，虽然在成本上没有优势，但抽水蓄能受地理位置限制，实施难度大。然而，电解水制氢的成本包括电费、固定成本、维护成本和水费等。，偏高。因此，电动汽车及其电池动力系统是目前理想的储能方式。
近二十年来，我国科研人员突破了新能源汽车动力系统的技术平台和电池、电机、电控三大核心技术。近十年来，锂离子电池在电动汽车上得到了广泛应用。
以锂离子电池为代表的纯电动汽车将在新能源动力储存方面发挥重要作用。数据显示，2040年中国电动汽车保有量将达到3亿辆。如果每辆车平均电池容量为65千瓦时，全国车载储能容量约为200亿千瓦时，基本相当于目前我国日常用电总量。可以说，电动汽车正在改变人类的能源利用方式，推动新能源革命。
电池技术日趋成熟。
看一下:这样看来，未来纯电动汽车成为分布式储能的重要工具，关键在于电池。中国车用电池行业目前的发展水平如何？
欧阳明:目前，中国车用电池产业的规模和水平已跃居世界前列，电池性能有了很大提高。
技术方面，目前电池寿命和续航能力都有了明显的提升。相关数据显示，电动汽车续航里程已从推广初期的150公里左右普遍提升至500 ~ 600公里，豪华电动汽车正向1000公里迈进。在过去的十年中，比能量，一个可以提供单位重量或单位体积电池能量的指标，增加了3倍，成本降低了85%。高能电池安全、冬季续航、高速公路超快充电等技术取得突破，标准正在制定并逐步推广。
产业方面，中国生产的电池供应量约占全球产能的60% ~ 70%。在全球十大电池制造商中，中国企业占据了七席，其中当代安培科技有限公司位居第一，比亚迪位居第三。
未来，电池的需求量会大幅增加，成本会大幅下降。目前中国电池产能只有1亿千瓦时。预计到2025年，中国五大锂离子电池企业总产能将超过10亿千瓦时。同时，锂离子电池系统的成本会快速下降。根据中国汽车工程学会发布的节能与新能源汽车技术路线图2.0，预计到2025年，磷酸铁锂电池系统成本将降至0.5元/瓦时，循环寿命达到5000 ~ 10000次。
展望:未来电池技术的创新发展方向有哪些？
欧阳明:下一步，电池技术将集中在安全、方便和智能上。
首先从电池设计制造的本质安全、电池使用的主动安全和电池事故的被动安全三个方面来保障电池系统的安全性。比如清华大学开发了高比能量电池热失控的系统抑制方法，可以解决单体电池设计中的不安全因素。为整车开发了电池云控预警平台，可对使用中的安全性进行监控，并对故障进行预警。
第二，加强快充技术的研究。电动汽车的充电方式可分为慢充和快充。对于私家车来说，最好的充电方式是慢充，但高速公路或长途出行需要120 ~ 350 kW的超快充。2020年，中国电力企业联合会公布了新的大功率快充标准——超级充电标准，预计2025年提供超级快充服务。清华大学开发了一种安全快速的无锂沉淀充电技术。电量降到50%时可以充电，充电5分钟可以跑200公里。
第三，适应车网交互的智能化要求。电动汽车普及初期是无序充电。随着电动汽车数量的增加，一些大城市的电网压力增大。目前，深圳、上海等地正在计划开展有序充电，即通过APP与后台调度系统达成协议，将电池有序充电的时间移到电网负荷较低的时候。未来要攻关车网互动技术，电网负荷低时给电动汽车充电，电网负荷高时给电动汽车放电，实现电网削峰填谷。
在浙江省长兴县“家窗口电动汽车充电站”，工作人员指导车主扫码充电。徐宇摄/Journal
构建车网互动的新型智能电力系统
《瞭望》:车联网交互技术有什么特点？其电网削峰填谷的可行性有多大？
欧阳明:可再生能源发电具有间歇性和随机性，电动汽车快速充电容易冲击电网。因此，随着新能源发电量的增加和电动汽车的普及，电网系统的安全稳定运行将面临巨大挑战，迫切需要建设以新能源为主体的新型智能电力系统。
车车互动是指车辆既可以从电网充电，也可以向电网放电，实现双向互联。车网互动的重要原因是可以对电网需求曲线削峰填谷，降低负荷需求功率。电动车停放时，其电池将成为待开发配电网的“充电宝”，大量“充电宝”通过物联网技术接入智能聚合平台，形成虚拟大负荷。这种虚拟的重负荷可以通过能源互联网和人工智能技术进行优化和调节，在低功耗时给电动汽车充电，在用电高峰时给电网放电，进一步匹配未来新能源发电的特点，减轻电网增容压力。
它是一种大规模、低成本、高安全性的分布式储能技术，被认为是新型智能电力系统的重要组成部分。随着电动汽车数量的增加和市场机制的完善，其商业可行性也在不断优化。截至2018年，欧盟、美国、日本等国家和地区开展了70多个车联网互动项目。在中国，车联网的交互技术和市场发展还处于起步阶段。
《瞭望》:国内车联网交互技术的落地前景如何？
欧阳明:在车联网互动的新型智能电力系统中，充电基础设施是关键的车联网能源互动端口。
充电基础设施按充电速度和停车属性划分，可分为慢充-停复型和快充-充-离型。其中慢充-停充复合兼具充电和停车功能，主要应用于小区、公司、公交物流车等停车充电一体化设施。在这种模式下，车辆停放时间长，联网车辆数量多，电动汽车参与大电网负荷调节的潜力大。
电网现有的规范和基础设施可以支持车网交互服务，车网交互服务也符合电网运营的基本技术体系和运营策略。如国家电网公司在京中载大厦、仁济大厦开展了电动汽车与商业建筑互动、电动汽车与电网互动服务的示范运营。在中仔大厦项目中，电动汽车在低用电时段充电，电价约为0.3元/千瓦时，在用电高峰期放电，放电价格为0.7元/千瓦时。通过谷冲的错峰排放，车主每度电收入近4分钱。国家电网公司在北京仁济大厦设立的双向充放电互动桩，通过智能车联网平台，以可调负荷资源聚合方式纳入华北电力市场调峰辅助服务，是国内首个纳入调峰辅助服务结算的项目。目前，全国15个省市建设了42个车联网互动项目和609个车联网互动终端，近4000辆电动汽车参与了车联网互动。
虽然国内车联网交互项目仍处于示范阶段，但随着电动汽车数量的增加和车联网交互成本的降低，车联网交互有望在未来新型智能电力系统中发挥更大的作用。根据节能与新能源汽车技术路线图2.0，未来充电基础设施将得到快速发展。预计2030年和2035年慢充电桩数量将分别达到7000万个和1.5亿个。在此基础上，建设能够实现与电网能量双向流动的双向互动充电桩，可以为实现车辆与电网的互动奠定基础。
《瞭望》:对于想进行车网互动布局的城市，下一步的重点是什么？
欧阳明:第一，目前全球新能源汽车市场进入快速发展期，中国新能源汽车率先大规模进入家庭。建议车网互动试点城市增加新能源汽车指标，引导电动汽车购买预期。
二是加快新能源基础设施建设，特别是挖掘公共建筑的巨大潜力，加快在单位停车场建设具有车网互动功能的慢充DC双向桩。是光伏和车载电池的最佳结合。建议加快屋顶光伏建设，推进建筑DC电气化改造，加快发展分布式微网系统。
再次，建议有条件的城市开展电力体制改革试点，加快城市配电网和用户侧微电网的市场化改革。借鉴上海、深圳经验，基于家用电动汽车分布式能源系统，建设市政能源互联网和虚拟电厂资源整合平台，帮助电网在高峰时段和低谷时段增加负荷。■
